自然环境指地球或一些区域上一切生命和非生命的事物以自然的状态呈现。这是一个环境涵盖了所有生物之间的相互作用[1]。 自然环境可分为几个主要组成部分：
- 完整的生态单位，是指没有受到人为大规模干扰下自我运作的自然系统，包括所有植物，动物，微生物，土壤，岩石，大气，和在其范围内发生的自然现象。
- 不受人类活动影响的普遍的自然资源和物理现象，如空气，水和气候，以及能源，辐射，电荷和磁性。
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自然环境是对比建成环境，建成环境当中包括区域和组件受人类的强烈影响。一个地理区域被认为是一个自然的环境。
发现完全自然的环境是困难的，并且自然度有连续的变化是常见的，有从一个极端的0％的自然度，到另一极端理想的100％的纯自然度。更确切地说，我们能够考虑环境的不同方面或组成部分，看到它们的自然度并不均匀。[2]例如，如果我们以农田为例，并考虑其矿物学成分和土壤结构，我们会发现，而前者是非常相似的未受干扰的林地土壤，但其结构是相当的不同。
组成
地球科学普遍认同有4个领域，岩石圈，水圈，大气，生物圈，对应于岩石，水，空气和生命。
- 构成及影响自然环境的物质种类很多。主要有空气、水、植物、动物、土壤、岩石矿物、太阳辐射等。
地质活动
地质的表面，或称岩石圈、地壳，是地球表面最外层的固体。主要是由岩浆（熔化的岩石）冷却凝固而成的坚硬石块。其下方又分为地幔、地核两大部分，地幔位于地壳之下、地核之上，和地壳以莫氏不连续面为界，地幔与地核间则为古氏不连续面。地幔又分为上部地幔、过渡带及下部地幔，上部地幔包含岩石圈及软流圈，一般认为软流圈的形成是由于大量放射性元素衰变加热所形成，此部分使得外层岩石圈缓慢的移动，为板块构造学说的重要部分。
地球上的水
海洋
海洋是水圈的成员之一，也是盐水体的主要来源。地表将近71%是由海洋所覆盖（面积约362万平方千米），是一个连续的水体，通常被分为数个主要的洋以及较小的海。超过一半以上的地区水深超过3000米（约9800英尺）深。几乎所有的海水的盐度浓度落在30~38ppt这个范围，而洋的盐度平均约为千分之三十五左右（35ppt；3.5%）。各大洋虽然有独立的名称，实际上是为一个整体，这些相连的盐水体通常被视为世界洋或全球洋(World Ocean or global ocean)。主要的海洋有（由大至小排序）：太平洋，大西洋，印度洋，南大洋和北冰洋。
河川
河川是一个天然的水道，通常为淡水，流向海洋、湖泊或另一条河川。在少数的情况下，河川在进入另一个水体之前，会先流入地面或完全蒸发。小河流又被称为溪流、小溪或小河（stream, creek and brook）。河川是水文循环的一个部分，可以收集地表径流水；补充地下水及泉水；将储存型态为冰川和积雪的水资源释出至环境中。
大气，气候和天气
地球上的大气层是维持生态系统运作的一个重要因素，这层垄罩地球的薄薄的气体是由重力所吸引聚集而成。干燥空气是由78%的氮气、21%的氧气及1%的氩气及惰性气体，如二氧化碳所组成。其它气体通常被称为微量气体，其中有温室气体，如水蒸气、二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、臭氧。过滤后的空气有其它微量化学物质的踪迹。在未过滤的空气中，存在着许多微量的自然物质，包括灰尘，花粉和孢子，浪花，火山灰和流星。各种化学物质也可能存在于空气中，如氯（元素或化合物）、氟化合物、元素汞、二氧化硫和硫的化合物如SO2。地球大气的臭氧层能够减少紫外线(UV)辐射到达地球表面的量，保护地表上生物的DNA不被紫外线损坏。大气层还有调节气温的功能，在晚间可以保存热量，减少每日极端温度的产生。
主要大气层
地球的大气层可被分为五个部分，会随着海拔的改变而有温度上的增加或减少。从最高到最低为：
- 外气层：大气层的最外层，主要由氢气及氦气组成。
- 游离层：又称增温层、电离层，游离层的顶部是外气层的底部，其顶部离地面约800公里，国际太空站也在此层。
- 中间层：又称中气层，高度约在50到85公里处，气温随高度上升而下降。
- 平流层：又称同温层，顶端距地表约50公里，底端距地表约10公里，此层几乎没有上下对流，又因为含有大量臭氧，也被称为臭氧层。
- 对流层：最接近地面的大气层，有旺盛的对流作用，天气现象发生在此层，对流层温度随高度而降低，平均每上升100米，温度下降约0.6度。
气候
气候包括温度，湿度，气压，风力，降水量，大气粒子数及众多其他气象要素在很长时期及特定区域内的统计数据。与气候相比，天气是指这些气象要素在近两周内的实时状态。气候可根据不同气象要素的平均范围和特殊范围进行分类，最常采用的变数为温度和降水量。其中最常使用Koppen气候分类系统。
天气
天气是指在特定时间内、特定大气区域内的所有现象。多数的天气现象发生在对流层。天气一般是指一天内的温度及降水活动，而气候是指长时间内的平均大气状况。在无特别指明的情况下，天气通常指的是地球上的天气。天气的产生是因为地区之间密度（温度和湿度）的不同所造成的。
全球气候变暖的影响
生命与生物圈
生态系统
生物群落
生物聚落的概念类似于生态系统。在生态学上气候条件相似，并以气候和地理条件来划分区域，如植物聚落、动物聚落及土壤生物聚落。生物群落可依照下列的特征来分类，如植物构成（如树木，灌木和草），叶型（如阔叶林和针叶），株距（森林、林地、草原），和气候。
生物地质化学循环
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